臺灣博碩士論文加值系統

摘要
本文使用黏液嫘縈長纖紗為原料，使用高速鉤編機將其織成帶狀布條，經複合耐燃劑（氯化銨/氯化鋅/氯化鋁）前處理後，進行氧化、碳化及活性化工程。實驗目的在探討活性化工程中，不同活性化時間對活性碳纖布物性的影響，並對製造出來的活性碳纖布做亞甲基藍之吸附能力分析。
研究結果顯示，實驗所選用的耐燃劑對黏液嫘縈布具有降低熱裂解溫度，延緩熱裂解速率，促進環化作用，及提高材料產率等特性。實驗經850℃碳化後得到的黏液嫘縈碳纖布產率為36.55%。在活化工程方面，隨著活化時間增加，活性碳纖布在密度上顯出一個持續增加的趨勢，碳層結晶面面間距（d002）則愈小，且結晶層厚度（Lc）與碳層數目（Lc/d002）經活化後均較碳化時高。活性碳纖維布比表面積與孔洞體積值在活化初期增加幅度較大，後來漸趨和緩，在活化程度37.40%之後，由於中孔表面積急速增加，使試樣的BET表面積與孔洞體積值急速上升，活化程度49.01%的試樣BET比表面積為最高（1890m2/g），之後由於過活化現象，使BET表面積值與孔洞體積減少。在孔洞結構方面，活化反應初期微孔急速增加，隨著活化程度的增加，微孔增加的量逐漸減緩，而微孔被擴大成較大微孔或中孔的比率則逐漸增加。

Abstract
Rayon fabrics were pretreated with mixture of flame-retradants [Ammonium Chloride/ Zinc Chloride/ Aluminum Chloride], followed by pyrolysis in air, carbonization and activation. In this study, the effect of various activation time( from 15 min to 120 min) in the activation process on the physical property of activated carbon cloth was investigated. The adsorption performance of the activated carbon cloth was shown by the methylene blue capacity of this material.
The result showed that the impreganation of this flame-retradants combination can decrease the pyrolysis temperature and rate of viscose rayon, and led to higher yields. The yield of char carbonized at 850℃ is 36.55%. The density of activated carbon cloth increase with the activation time. The distance and thickness of crystallized carbon layers ( d002 and Lc ) become higher after activation. The value of BET surface area and pore volume of activated carbon cloth increase very fast at the early stage of activation but then increase slower. After activation percentage 37.40%, because mesopore area increase rapidly, these value increase very fast. At activation percentage 49.01%, the BET surface area of activated carbon is the highest. With further activation, these value decrease due to over activation of material. The micropore increase very fast at the early stage of activation, and then become slower with further activation. The amount of micropore change into super micropore or mesopore increase gradually.

目 錄
中文摘要I
英文摘要II
目錄III
圖目錄VI
表目錄IX
第一章 前言1
1.1 活性碳1
1.2 活性碳的種類2
1.3 活性碳的表面形態與孔結構3
1.4 活性碳纖維（ACF）與傳統粒狀活性碳（GAC）比較5
1.5 活性碳纖維之應用7
1.6 研究目的與主題8
第二章 文獻回顧與基本理論9
2.1 原料9
2.2 熱裂解反應10
2.3 在反應性氣體下嫘縈的裂解13
2.4 添加耐燃劑的效果13
2.5 碳化反應16
2.6 活化反應17
2.7 吸附理論及孔洞分析21
2.7.1 吸附現象21
2.7.2 吸附理論22
2.7.2.1 Langmuir等溫吸附23
2.7.2.2 BET等溫吸附24
2.7.3 isotherm等溫曲線26
2.7.4 吸附機構29
2.7.5 孔洞分析理論31
2.7.5.1 孔洞體積及孔洞測試理論31
2.7.5.2 孔洞大小分佈測試BJH 法31
2.7.5.3 t-plot分析原理34
第三章 實驗36
3.1 實驗流程36
3.2 實驗材料37
3.2.1 實驗原料37
3.2.2 實驗藥品37
3.2.3 氣體及液體37
3.2.4 實驗設備37
3.3 活性碳纖布製程38
3.3.1 織造黏液嫘縈織帶38
3.3.2 浸漬耐燃劑工程41
3.3.3 空氣下氧化工程41
3.3.4 碳化及活性化工程41
3.4 材料性質分析43
3.4.1 尺寸安定性43
3.4.2 密度測試43
3.4.3 斷裂強度測試43
3.4.4 熱分析43
3.4.5 元素分析44
3.4.6 X射線繞射分析44
3.4.7 光學顯微鏡觀察45
3.4.8 掃描式電子顯微鏡45
3.4.9 孔洞分析與比表面積測試45
第四章 結果與討論46
4.1 耐燃劑的影響46
4.2 尺寸安定性與重量損失變化51
4.3 表面觀察54
4.4 掃描式電子顯微鏡（SEM）觀察56
4.5 不同活化時間處理活性碳纖維布密度的變化57
4.6 X射線繞射分析60
4.7 元素分析67
4.8 活化時間對氮氣等溫吸附脫附曲線的影響65
4.9 活化時間對活性碳纖布比表面積的影響70
4.10 活化時間對活性碳纖布孔徑大小分佈的影響75
第五章 結論80
參考文獻81

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